هل تعلم أن إحدى أهم الظواهر الجوية فوق شمال المحيط الأطلسي تؤثر بشكل متزايد على الطقس المتطرف في أوروبا؟ نحن نتحدث عن تذبذب شمال الأطلسي (NAO), ، وهو عامل رئيسي يؤثر على من موجات الحر إلى الفيضانات، تُلقي دراسة جديدة الضوء على كيفية تأثير تغير المناخ على سلوك مؤشر التذبذب الشمالي الأطلسي (NAO) خلال فصل الصيف، والذي آثار مهمة على تحديد أسباب الظواهر الجوية المتطرفة.

ما هو تذبذب شمال الأطلسي (NAO)؟

يُعدّ تذبذب شمال الأطلسي (NAO) النمط السائد للتقلبات الجوية فوق قطاع شمال الأطلسي. وهو يمثل نطاقًا واسعًا „نمط "تذبذب" في شذوذ الضغط الجوي.

• مرحلة التذبذب الشمالي الأطلسي الإيجابية يعكس ذلك تدرج ضغط متزايد من الجنوب إلى الشمال، مرتبط بتيارات نفاثة شرقية أقوى.
• المرحلة السلبية من تذبذب شمال الأطلسي على العكس من ذلك، فهو يعكس انخفاضًا في تدرج الضغط، المرتبط برياح نفاثة أضعف.

لطالما ارتبطت ظروف تذبذب شمال الأطلسي الصيفية المتطرفة بظواهر جوية صيفية قاسية في أوروبا، مثل موجات الحر والجفاف والفيضانات. أثار ازدياد احتمالية حدوث ظواهر جوية صيفية متطرفة في أوروبا خلال الأربعين عامًا الماضية مخاوف من أن يؤثر الاحتباس الحراري على الظواهر المتطرفة لتذبذب شمال الأطلسي الصيفي، وبالتالي يزيد من احتمالية حدوث موجات حر في أوروبا. مع ذلك، ركزت الدراسات السابقة بشكل أساسي على التغيرات في الحالة المتوسطة لتذبذب شمال الأطلسي، وليس على تقلباته أو حالاته المتطرفة.

يؤدي تغير المناخ إلى زيادة تقلبات مؤشر التذبذب الشمالي الأطلسي (NAO) خلال فصل الصيف.

تُظهر أحدث النتائج أن التوزيع الإحصائي لمؤشر تذبذب شمال الأطلسي الصيفي هو يتوسع مع ازدياد الاحتباس الحراري العالمي. هذا يعني أن عروض NAO الصيفية زيادة التباين بسبب الاحتباس الحراري. ويؤدي هذا التباين المتزايد إلى احتمالية أعلى لحدوث حالات التذبذب الشمالي الأطلسي المتطرفة - لكل من المراحل الإيجابية والسلبية.

• يذاكر يُعرّف مؤشر التذبذب الشمالي الأطلسي (NAO) بأنه مؤشر أعلى من 1.5 انحراف معياري، بينما يُعرّف بأنه مؤشر أقل من -1.5 انحراف معياري.
• تؤكد عمليات المحاكاة باستخدام مجموعات كبيرة من نماذج المناخ (ما يسمى "المجموعات الكبيرة" - LEs) وإعادة تحليل البيانات هذا الأمر توسيع نطاق توزيع مؤشر تذبذب شمال الأطلسي الصيفي.
• كانت الزيادة في حدوث الظواهر المتطرفة لتذبذب شمال الأطلسي خلال فصل الصيف متسقة عبر نماذج نظام الأرض المختلفة.
• تظهر مؤشرات على هذا الاحتمال المتزايد أيضًا في الفترات التاريخية، وخاصة في بيانات القرن العشرين (إعادة تحليل 20CR).
• ويمكن ملاحظة هذه الزيادة في معظم طبقات التروبوسفير، من 500 هكتوباسكال إلى 200 هكتوباسكال.

تأثيرات متزايدة على درجات حرارة سطح الأرض في شمال غرب أوروبا

إن ازدياد وتيرة الظروف المناخية المتطرفة في فصل الصيف له آثار مباشرة على المناخ. وقد أظهرت الدراسة ذلك. مما يعزز تأثيراتها على درجة حرارة سطح الأرض، وخاصة في شمال غرب أوروبا.

• خلال أقصى درجات التطرف الإيجابي لتذبذب شمال الأطلسي الصيفي مع يزيد من حدة تأثير الاحترار ويطيل مدته فوق شمال غرب أوروبا. كما أن لهذه الأحداث تأثيراً مبرداً على غرينلاند والبحر الأبيض المتوسط.
• خلال أقصى درجات التطرف السلبي لتذبذب شمال الأطلسي الصيفي يحدث زيادة في درجات الحرارة فوق شمال غرب أوروبا. بالإضافة إلى ذلك، هناك زيادة في تأثير الاحترار فوق البحر الأبيض المتوسط.
• أكدت التحليلات أن أنماط ثنائي القطب الحراري هذه هي ناجمة عن تقلبات تذبذب شمال الأطلسي الصيفية, وليس العكس.
• على الرغم من أن النماذج تُظهر أيضًا تضخيمًا لتأثيرات الظواهر المتطرفة لتذبذب شمال الأطلسي في فصل الصيف على هطول الأمطار، إلا أن هذا التضخيم لم يكن ذا دلالة إحصائية.

أسباب التغيير: ديناميكيات التيارات الجوية

ترتبط التغيرات في الظواهر المناخية المتطرفة لتذبذب شمال الأطلسي خلال فصل الصيف بتغيرات في أنظمة تدفق الغلاف الجوي. وقد تناولت الدراسة تحولات موقع التيار النفاث الناتج عن الدوامات ومؤشر حصار غرينلاند كمؤشرات.

• مع تغير المناخ، لوحظ تحول اتجاه الرياح نحو القطبين وتشديد الحصار المفروض على غرينلاند.
• زيادة ترتبط حالات التذبذب الشمالي الأطلسي السلبية المتطرفة بزيادة عدد حالات الحصار المتطرفة في جرينلاند.
• زيادة ترتبط الظواهر المتطرفة الإيجابية لمؤشر التذبذب الشمالي الأطلسي (NAO) بزيادة عدد الحالات المتطرفة لكل من انحراف الرياح شمالاً وحصار غرينلاند.
• تشير هذه النتائج إلى أنه في ظل مناخ دافئ مؤقت، من المرجح أن يحدث كلا السيناريوهين: „"كلما زادت سرعتهم، زادت سرعتهم أكثر"“ (مرتبط بتفاقم الظواهر المتطرفة الإيجابية لتذبذب شمال الأطلسي) و „"الأمواج تزداد اضطراباً"“ (مرتبطة بالتطرفات السلبية المتزايدة لتذبذب شمال الأطلسي)، بدلاً من كونها مهيمنة.

الآثار والاستنتاجات

تُعد نتائج هذه الدراسة بالغة الأهمية لأنها تسلط الضوء على تأثيرات تغير المناخ على السلوك العابر للغلاف الجوي. لديهم الآثار المهمة على تحديد أسباب الظواهر الجوية المتطرفة. على الرغم من أن الزيادة في حدوث الظواهر المتطرفة لتذبذب شمال الأطلسي تبدو أكثر وضوحًا في المرحلة السلبية، إلا أن حتى الزيادة الطفيفة في الظواهر المتطرفة الإيجابية لها تأثير كبير، حيث أن متوسط حالة تذبذب شمال الأطلسي الصيفي يشهد اتجاهًا تصاعديًا في ظل الاحتباس الحراري. وتشير بيانات إعادة التحليل من القرن العشرين إلى أن هذه الزيادة في احتمالية حدوث ظواهر متطرفة لتذبذب شمال الأطلسي الصيفي قد بدأت بالفعل يظهر في الفترة التاريخية.

يمثل هذا التحول في ديناميكيات تذبذب شمال الأطلسي الصيفي مستوىً آخر من التعقيد الذي يجب علينا مواجهته في ظل تغير المناخ. فلنستعد لاحتمالية أن تصبح فصول الصيف في أوروبا أكثر تطرفاً. SpringR

دراسة نُشرت في مجلة الاتصالات والأرض والبيئة

مسرد المصطلحات الرئيسية

• تذبذب شمال الأطلسي (NAO): النظام السائد للتقلبات الجوية فوق قطاع شمال المحيط الأطلسي، والذي يتميز بنمط "تذبذب" كبير في شذوذات الضغط الجوي بين جزر الأزور وأيسلندا.
• المرحلة الإيجابية لتذبذب شمال الأطلسي: يؤدي هذا، بالإضافة إلى زيادة تدرج الضغط بين الشمال والجنوب وتيارات نفاثة أقوى، إلى طقس أكثر دفئًا ورطوبة في شمال أوروبا وطقس أكثر جفافًا في جنوب أوروبا.
• المرحلة السلبية لتذبذب شمال الأطلسي: يؤدي هذا، بالإضافة إلى انخفاض تدرج الضغط وضعف التيارات النفاثة المدارية، إلى طقس أكثر برودة وجفافاً في شمال أوروبا وطقس أكثر رطوبة في جنوب أوروبا.
• مؤشر مكتب التدقيق الوطني: مقياس كمي لحالة تذبذب شمال الأطلسي، وغالبًا ما يتم اشتقاقه من اختلافات الضغط الجوي أو تحليل الدالة المتعامدة التجريبية (EOF).
• تقلبات مؤشر التذبذب الشمالي الأطلسي: مدى تغير مؤشر تذبذب شمال الأطلسي بمرور الوقت. زيادة التقلبات تعني تقلبات أكبر وتكرارًا أكبر للظواهر المتطرفة.
• ظروف تذبذب شمال الأطلسي المتطرفة: حدوث مؤشر NAO يختلف بشكل كبير عن المتوسط، وعادة ما يتم تعريفه على أنه أكثر من 1.5 انحراف معياري عن المتوسط (لكل من الأحداث المتطرفة الإيجابية والسلبية).
• الاحتباس الحراري: الزيادة طويلة الأجل في متوسط درجة حرارة النظام المناخي للأرض، والتي لوحظت منذ فترة ما قبل الصناعة، ناجمة بشكل رئيسي عن النشاط البشري، وخاصة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
• التيار النفاث القطاعي: حزام من الرياح الغربية القوية عالية الارتفاع يقع في طبقة التروبوسفير العليا. وتُعد تغيراته (انتقاله، وتقويته، وإضعافه) حاسمة لدوران الغلاف الجوي.
• الحصار المفروض على غرينلاند: يؤدي نمط الحجب الجوي الذي يحدث فوق جرينلاند إلى تعطيل تدفق الهواء الغربي المعتاد ويمكن أن يؤدي إلى أحداث جوية مستمرة في أوروبا.
• تحليل الدوال المتعامدة التجريبية (EOF): تساعد التقنية الإحصائية المستخدمة في تحليل البيانات المكانية والزمانية إلى أنماط متعامدة في تحديد الأنماط السائدة للتغير، مثل تذبذب شمال الأطلسي.
• الفرق الموسيقية الكبيرة (LEs): مجموعات من عمليات محاكاة المناخ التي تختلف اختلافًا طفيفًا فقط في الظروف الأولية، مما يسمح بدراسة التباين الداخلي لنظام المناخ.
• بيانات إعادة التحليل: بيانات عالمية، متصلة مكانيًا ومتسقة زمنيًا، حول الغلاف الجوي وسطح الأرض، يتم إنشاؤها من خلال دمج الملاحظات مع نموذج الطقس. 20CR (إعادة تحليل القرن العشرين) هي إحدى مجموعات البيانات هذه.
• RCP 8.5 (مسار التركيز التمثيلي 8.5): سيناريو لتركيزات غازات الاحتباس الحراري المستقبلية يمثل سيناريو انبعاثات عالية (أسوأ سيناريو) يؤدي إلى احترار عالمي كبير.
• التأثير البشري: الآثار البيئية الناتجة عن النشاط البشري، مثل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
• أنظمة تدفق الهواء في الغلاف الجوي: أنماط مستقرة أو شبه مستقرة لدوران الغلاف الجوي يمكن أن تستمر لأيام أو أسابيع وتؤثر على الطقس والمناخ الإقليميين.